冻融循环对不同退化程度高寒草甸土孔隙结构的影响

摘要

[目的]冻融循环是高寒地区重要的物理过程，为明确冻融作用对不同退化程度高寒草甸土体微观结构的影响。[方法]以青海门源地区不同退化程度高寒草甸土为研究对象，以不同含根量表征不同退化程度，对重塑试样进行冻融循环试验和SEM电镜扫描，分析不同冻融次数及冻融条件下不同质量含水率和含根量对草甸土微观结构的影响。[结果]随冻融次数增加，高寒草甸土体孔隙分形维数持续增大，平均直径呈减少趋势，在7次冻融后趋于稳定，孔隙度增长集中于前4次冻融中。草甸土体质量含水率越高，冻融后孔隙度增长幅度越大。当质量含水率>40%时，冻融后试样孔隙分形维数大幅增加，而孔隙平均直径则明显下降。植物根系能够显著抑制冻融对草甸土孔隙的影响，随试样含根量增加，冻融后孔隙平均直径下降幅度由16.19%减小至0.16%，孔隙度增长幅度由33.22%减小至18.17%。[结论]高寒草甸退化程度越高，土体微观结构受冻融影响越强；植物根系能够显著影响土体结构的稳定性。研究结果可为高寒草甸退化防治及影响因素研究提供理论参考。

关键词

冻融循环 / 土体微观结构 / 扫描电镜 / 高寒草甸 / 不同退化程度